Schweißen oder Nieten ?

Diskutiere Schweißen oder Nieten ? im Luftfahrzeuge allgemein Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Hallo! Ich bin mit den Prüfungsvorbereitungen für meine Fertigungslehre-Klausur beschäftigt. Da taucht die Frage auf: "Warum werden Flugzeuge...

Moderatoren: Skysurfer
  1. #1 MiG-Mech, 31.07.2006
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    Hallo!

    Ich bin mit den Prüfungsvorbereitungen für meine Fertigungslehre-Klausur beschäftigt.
    Da taucht die Frage auf:
    "Warum werden Flugzeuge genietet und Schiffe geschweißt ?"
    Bin zwar Lfz-Mech, hab mir aber nie Gedanken gemacht.
     
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  3. Acela

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    Tja, das wird wohl daran liegen, dass Schiffe aus Stahl, und Flugzeuge aus Alu sind. Die Aluminiumschweisstechnik hat sich erst in den letzten Jagren richtig durchgesetzt. Sicherlich hat die NASA schon in den 1960iger Jahren die Apollo Kapseln geschweisst, das war aber sehr aufwendig und teuer.

    Ausserdem bedeutet eine geschweisste Verbindung nicht in jedem Fall mehr Festigkeit.
     
  4. #3 Friedarrr, 31.07.2006
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    Weil Schiffe vorwiegend aus Stahl sind und Flieger aus Alu zudem noch aus Platiertem Alu. Alu schweißen ist aufgrund der Oxidschicht nicht so einfach.
    Dennoch hält mit bessserwerdender Technik das Schweisen einzug, siehe einige Stringer des A380.
    Und auch Schiffe und Panzer wurden nicht immer geschweißt, sondern auch genietet!
     
  5. #4 Friedarrr, 31.07.2006
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    Hallo Acela, da warst Du aber nur um bruchteile schneller! ;)
     
  6. #5 GO-229A, 31.07.2006
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    Großer Vorteil ist aber das geringere Strukturgewicht.
     
  7. #6 MiG-Mech, 31.07.2006
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    Liegt es nur an der Schweißtechnik ?
    Man kann ja nun schon Alu schweißen (http://de.wikipedia.org/wiki/Aluminiumlegierung) und neue Technologien werden normalerweise relativ schnell eingesetzt.
    Kosten sind im Flugzeugbau ja nicht immer ein Grund (z.B. bei spanend bearbeitenden Teile mit 90% Abfall).
    Hab höchstens noch gefunden, dass Niete unter dynamischen Belastungen besser geeignet sind als Schweißverbindungen.
     
  8. #7 Hunter75, 31.07.2006
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    Schweißen verbindet ja nicht nur,es verändert in der Schweißzone auch das Material und dessen Eigenschaften (Sprödigkeit,Materialzusammensetzung)
    Eine ca 1cm dicke Stahlschiffshaut hat da mehr Reserven,als Alublech.
    Der Schweißvorgang,besonders bei speziell legierten Materialien und das sind Flugzeugbleche ist einfach zu heikel in Hinblick auf Strukturveränderungen und daaus resultierenden Eigenschaftsänderungen.
     
  9. #8 MiG-Mech, 31.07.2006
    Zuletzt bearbeitet: 31.07.2006
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    Bei Stahl wird das Gefüge auch verändert.
    Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit, kann das Material sehr schnell abkühlen und Martensitgefüge am Rand der Schweißnaht sich bilden, das sehr spröde ist.
    Deswegen bricht nicht die Naht, sondern die Stelle genau daneben.
    Und es sind im 2. WK nicht wenig Schiffe wegen Sprödbrüchen untergegangen, als die Schweißtechnik aufkam.
     
  10. #9 VJ101, 31.07.2006
    Zuletzt bearbeitet: 31.07.2006
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    Das ist ein wichtiger Punkt. Deswegen werden die geschweißten Stringer bisher auch nur in schwach belasteten Bereichen wie die Unterschalen im Heckbereich eingesetzt. Und die Stringer werden ja auch nicht mehr mit herkömmlichen WIG-Methoden geschweißt, sondern mit Laser. Und diese Technologie gibt es einsatzbereit für den Flugzeugbau erst seid ca 8 Jahren. Ich hab während meiner Ausbildung bei Airbus Nordenham die ersten Laserschweißversuche gesehen. Das waren ziemlich verkrüppelte Schweißnähte, die nichts ausgehalten haben.

    Mit gewissem Aufwand lassen sich die genieteten Verbindungen auch wieder lösen (Niete ausbohren), geschweißte Verbindungen sind auf jedenfall untrennbar.
     
  11. #10 intelion, 31.07.2006
    Zuletzt bearbeitet: 31.07.2006
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    Es ist ganz einfach. Mit Nietverbindungen hat man sehr viel Erfahrung gesammelt. Beim Schweißen von Aluminium Legierungen eben noch nicht. Alles was mit Erfahrung zu tun hat darf man nicht unterschätzen.

    Desweiteren entstehen beim Schweißen an Nahtverbindungen Spannungskonzentrationen, die bei dynamischen Belastungen zu Rissen führen können. Dies trifft vorallem zu wenn meherere Nahte auf einander zulaufen.
    Bei Nietverbindungen sieht es schon etwas anders aus. Da ist die Spannungsverteilung kontrolierter, auch bei dynamischen Belastungen. In der Luftfahrt wird meistens Kaltnieten eingesetzt. Dabei werden die meisten Nietverbindungen auf Schubbelastung ausgelegt, sowie die Bolzenverbindungen. ( gegensatz zur Maschinenbau )
    Kurz zusammen gefasst, ist es mehr die Erfahrung. Laserschweißen, Elektronen... usw. ist langsam schon im Kommen, aber da fehlt wie gesagt .... Erfahrung...

    EDIT: Viel Glück bei der Prüfung!
     
  12. Jusia

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    Die Franzosen

    ................haben sich von all dem nicht beirren lassen........und haben geschweißt. Aber Punktgeschweißt um genau zu sein.

    Und es funktioniert, und die ganzen vielen Nieten fielen weg.

    Ein sehr bekanntes Beispiel. Morane Rallye

    Hersteller Socata in Frankreich
    Bauweise Tiefdecker in Ganzmetall
    Spannweite 9,74m
    Rumpflänge 7,24m
    Triebwerk 180PS Lycoming
    Leergewicht 550kg
    Fluggewicht max. 950kg
    Reisegeschwindigkeit ca. 170km/h
     
  13. #12 MiG-Mech, 31.07.2006
    Zuletzt bearbeitet: 31.07.2006
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    Jo, vielen Dank!

    Es läuft dann wohl auf die dynamischen Belastungen herauf.
    Und noch nicht optimierte Schweißtechnik mit Alu, die wohl aus diesem Grund nicht so stark verfolgt wurde.
     
  14. #13 Hunter75, 01.08.2006
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    Das stimmt schon,aber es handelt sich im Schiffbau nicht um hochlegierte Sondermetalle,wie im Flugzeugbau.
    Das ist eine Crux. Die Schweißnähte im Schiffbau werden nachbearbeitet,geglüht.
    Sowas kann man sich mit hochlegierten Metallen nicht mehr erlauben,ohne sich deutlich von den gewünschten Eigenschaften zu entfernen.
    Bei Wald- und Wiesen-Metallen ist dieses unkritischer,da diese nicht unter Schweißen und Wärmebehandlung ihre Eigenschaften so stark ändern.

    Die Liberty-Frachter im WWII wurden zur schnelleren Fertigung geschweißt und sollten nur ein paar Überfahrten durchhalten. Ein weiterer Schwachpunkt dieser Schiffe war,daß man eine alte genietete Kontruktion aus Ende des 19Jh auf Schweißverbindung umstellte.
    Die Katastrophen passierten,als einige schiffseigner die eigentlich angesetzte Lebensdauer ihrer Schiffe überschritten und trotzdem die Schiffe im Dienst behielten.
    Mein Werkstoffprof hat immer ganz begeistert von den Liberty-Frachtern erzählt :D
     
  15. #14 Lubeo, 01.08.2006
    Zuletzt bearbeitet: 01.08.2006
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    Von welchen Bauteilen sprechen wir?
    Es gibt bekantlich solche, die während der Lebensdauer eines Flugzeuges mal ausgetauscht werden müssen und solche, die nie ausgetauscht werden ...
    Sind dabei die letztere noch nicht vollständig durch Kunststoff ersetzt worden? :?! :engel:

    Spannungskonzentrationen sind meines Wissens eine Frage der Krafteinleitung ...
    .... und wie will z.B. die Designgruppe welche die Aussenhaut entwickelt eine neue Technologie (z.B. Schweissen) einsetzen, wenn die Strukturbaugruppe sich weigert die Krafteinleitungsschnittstelle zu verändern? (nur so als Pseudobeispiel wie es in manchen Grossfirmen zugehen könnte)
     
  16. #15 MiG-Mech, 01.08.2006
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    @ Hunter75

    Im Flugzeugbau werden für die Aussenhat auch nur Wald- und Wiesenbelche aus Alu verwendet, da ist nichts hochlegiert oder ein Sondermetall
    (AlCuMg1 oder auch 3.1364).

    Das anschließende Normalglühen ist bei Stahl ja zwangsweise nötig.

    Es geht generell um Niete am Lfz.
    Und ja, Kunstoff soll bei der nächsten Boeing 70% der Niete am Rumpf einsparen.
     
  17. #16 Jusia, 01.08.2006
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 01.08.2006
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    vielleicht hastes ja übersehen...............:D es wird im Flugzeugbau geschweißt...........Punktgeschweißt. Als Beispiel die Morane ...........es gibt noch mehr Beispiele.

    Also Punktschweißen von Alu ist möglich wird gemacht.

    Es wird auch sonst Alu geschweißt:

    aber kaum richtig tragende Teile.....eher Vergaseranbauten.

    Ich glaube auch Airbus bedient sich teilweise der Punktschweißung. Mit Sicherheit noch andere Hersteller.

    Aber hier hab ich noch Experten für Dich:


    http://www.md-flugzeugbau.de/content/index.php?option=com_content&task=view&id=42&Itemid=55

    Und noch mal was zum Punktschweißen selber.

    http://de.wikipedia.org/wiki/Schweißen

    Was unter anderem vieleicht noch nicht erwähnt worden ist. Die Prüffähigkeit eines Flugzeuges wird sich durch Schweißung unweigerlich verschlechtern.
    So richtig kann man es ja nicht erahnen was sich unter den kleinen Linsenförmigen Schweißpunkten verbirgt.;)

    Wann haste denn Prüfung? Viel Erfolg
     
  18. VJ101

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    ...und es wird Lasergeschweißt! Wie schon gesagt...
     
  19. #18 MiG-Mech, 01.08.2006
    Zuletzt bearbeitet: 01.08.2006
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    Klar wird geschweißt im Flugzeugbau, gar keine Frage.
    Die Frage bezieht sich aber im allgemeinen auf den Rumpf, der ja großflächig mit Automaten genietet wird und nicht geschweißt.
    Deswegen wird sich die Frage nur kurz auf die dynamischen Belastungen beziehen.

    Hab am 7.8. meine Prüfung in Fertigungslehre. 10. Physik und 17. Werkstoffkunde (da kommen bestimmt noch mehr Fragen auf).
    Ach so, nicht verwechseln, bin erst im ersten Studienjahr.
    Hab doch erst mit 26 angefangen zu studieren:) .
     
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  21. Acela

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    Beim A310 und A300 wurden in einigen Rumpfbereichen auch "damals" schon die Stringer aufgeklebt. Das spart auch etwas an gewicht. Die Festigkeit ist für den entsprechenden Bereich ausreichend, der verwendete Seal ist ein guter Kleber.

    Auch sind bei diesen Typen ein Großteil der Kraftstoffrohre geschweisst, und die sind alle aus Alu. Hier gibts aber auch Probleme, weil bei einigen die Nähte durch die dynamischen Belastungen reißen.

    Aber es stimmt, im Vergleich zur Aussenhaut schon was anderes.
     
  22. #20 Jusia, 01.08.2006
    Zuletzt bearbeitet: 01.08.2006
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    ja klar...........

    vor Airbus aber nicht!!!!Wie der Bericht uns ja lehrt:D

    übrigens ein schöner kurzer Bericht.................
     
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Thema: Schweißen oder Nieten ?
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